4.6 光的偏振 激光 同步测试-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

4.6 光的偏振 激光 一、基础巩固 1.下列现象中可以说明光是横波的是（　　） A.光的干涉现象 B.光的衍射现象 C.光的全反射现象 D.光的偏振现象 2.在演示双缝干涉的实验时，常用激光做光源，这主要是应用激光的什么特性（　　） A.亮度高 B.平行性好 C.单色性好 D.波动性好 3. （多选）关于自然光和偏振光，以下说法正确的是（　　） A.自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不同 B.偏振光是垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光 C.自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光 D.太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光 4.如图所示，P是偏振片，P的“透振方向”（用不带箭头的实线表示）为竖直方向。下列四种入射光束中，哪种照射P时不能在P的另一侧观察到透射光（　　） A.太阳光 B.沿竖直方向振动的光 C.沿水平方向振动的光 D.沿与竖直方向成45°角振动的光 5.在拍摄日落时水面下的景物时，应在照相机镜头前装一偏振片，其目的是（　　） A.减弱反射光，从而使景象清晰 B.增强反射光，从而使景象清晰 C.增强入射光，从而使景象清晰 D.减弱入射光，从而使景象清晰 6.两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯前面以致没有光通过。如果将其中的一片旋转180°，在旋转的过程中，将会产生的现象是（　　） A.透过偏振片的光先增强，然后又减小到零 B.透过偏振片的光先增强，然后又减小到非零的最小值 C.透过偏振片的光在整个过程中都增强 D.透过偏振片的光先增强，再减弱，然后又增强 7. （多选）激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重的卫星或飞船，激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，于是形成一股高温高压的燃气流，以极高的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空。激光火箭利用了激光的（　　） A.单色性好 B.平行度好 C.高能量 D.相干性好 二、能力提升 8.如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧。旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是（　　） A.A、B均不变 B.A、B均有变化 C.A不变，B有变化 D.A有变化，B不变 9.激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度与二次曝光时间间隔的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔为Δt、双缝到屏的距离为l以及相邻两条亮纹间距为Δx。若所用激光波长为λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是（　　） A.v= B.v= C.v= D.v= 10. （多选）鉴别奶粉的质量时，奶粉的碳水化合物（糖）的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量。偏振光通过糖的水溶液后，透振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了。如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法正确的是（　　） A.到达O处的光的强度会明显减弱 B.到达O处的光的强度不会明显减弱 C.将偏振片B转动一个角度，使得O处光的强度仍为最大，偏振片B转过的角度等于α D.将偏振片A转动一个角度，使得O处光的强度仍为最大，偏振片A转过的角度等于α 11. （多选）如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，让太阳光或白炽灯光通过狭缝S形成细光束从空气射向柱体的O点（半圆的圆心），产生反射光束1和透射光束2。现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线转动，使反射光束1和透射光束2恰好垂直。在入射光线的方向上加偏振片P，偏振片与入射光线垂直，其透振方向在纸面内，这时看到的现象是（　　） A.反射光束1消失 B.透射光束2消失 C.反射光束1和透射光束2都消失 D.偏振片P以入射光线为轴旋转90°角，透射光束2消失 12.如图所示，杨氏双缝实验中，下述情况能否看到干涉条纹？说明理由。 （1）在单色自然光源S后加一偏振片P。 （2）移除偏振片P后，在双缝后面加偏振片P1、P2，且P1与P2的透光方向垂直。 13.一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光称为一个光脉冲。这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10-11 s，波长为694.3 nm，发射功率为1.0×1010 W。 （1）每个光脉冲的长度是多少？ （2）用红宝石激光器照射皮肤上的色斑，每平方厘米色斑吸收能量达到60 J以后，便逐渐消失。一色斑的面积为50 mm2，则它要吸收多少个红宝石激光脉冲，才能逐渐消失？ 4.6 光的偏振 激光 一、基础巩固 1.下列现象中可以说明光是横波的是（　　） A.光的干涉现象 B.光的衍射现象 C.光的全反射现象 D.光的偏振现象 答案：D 解析：光能发生干涉和衍射现象，说明光是一种波，具有波动性；光的全反射现象，说明光由光密介质进入光疏介质和由光疏介质进入光密介质会有不同的现象；光的偏振现象说明光的振动方向与传播方向垂直，即说明光是横波，所以选项D正确。 2.在演示双缝干涉的实验时，常用激光做光源，这主要是应用激光的什么特性（　　） A.亮度高 B.平行性好 C.单色性好 D.波动性好 答案：C 解析：频率相同的两束光相遇才能发生干涉，激光的单色性好，频率单一，通过双缝时能够得到两束相干光，故本题的正确选项是C。 3. （多选）关于自然光和偏振光，以下说法正确的是（　　） A.自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不同 B.偏振光是垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光 C.自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光 D.太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光 答案：BD 解析：由定义可知，自然光沿着各个方向振动的光波的强度都相同，故A错误。自然光透过一个偏振片成为偏振光，但偏振光经过偏振片是不可以转化为自然光的，故C错误。 4.如图所示，P是偏振片，P的“透振方向”（用不带箭头的实线表示）为竖直方向。下列四种入射光束中，哪种照射P时不能在P的另一侧观察到透射光（　　） A.太阳光 B.沿竖直方向振动的光 C.沿水平方向振动的光 D.沿与竖直方向成45°角振动的光 答案：C 解析：根据光的偏振知识，只要光的振动方向不与偏振片的“透振方向”垂直，就有光能通过偏振片。当光的振动方向与偏振片的“透振方向”相同时，透射光最强，当二者垂直时，光完全不能透过。当二者间的夹角由0°至90°逐渐增加时，透射光逐渐减弱。太阳光、沿竖直方向振动的光、沿与竖直方向成45°角振动的光均能通过偏振片。故选项C正确。 5.在拍摄日落时水面下的景物时，应在照相机镜头前装一偏振片，其目的是（　　） A.减弱反射光，从而使景象清晰 B.增强反射光，从而使景象清晰 C.增强入射光，从而使景象清晰 D.减弱入射光，从而使景象清晰 答案：A 解析：由于反射光的干扰，景物的像常常比较模糊，装上偏振片的目的是减弱反射光，且透振方向与反射光的振动方向垂直，但不能增强透射光。故选项A正确。 6.两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯前面以致没有光通过。如果将其中的一片旋转180°，在旋转的过程中，将会产生的现象是（　　） A.透过偏振片的光先增强，然后又减小到零 B.透过偏振片的光先增强，然后又减小到非零的最小值 C.透过偏振片的光在整个过程中都增强 D.透过偏振片的光先增强，再减弱，然后又增强 答案：A 解析：当两个偏振片的透振方向垂直时，没有光通过；当两个偏振片的透振方向平行时，通过的光达最强。将其中的一片旋转180°的过程中，两偏振片的透振方向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光先增强，然后又减小到零。故选项A正确。 7. （多选）激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重的卫星或飞船，激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，于是形成一股高温高压的燃气流，以极高的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空。激光火箭利用了激光的（　　） A.单色性好 B.平行度好 C.高能量 D.相干性好 答案：BC 解析：由于激光站与火箭相距较远，为了减少能量损失，必须要求激光具有很好的平行度，同时利用激光的高能量特点。故选B、C。 二、能力提升 8.如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧。旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是（　　） A.A、B均不变 B.A、B均有变化 C.A不变，B有变化 D.A有变化，B不变 答案：C 解析：白炽灯光属于非偏振光，通过偏振片P后的自然光变成了偏振光，当P转动时，通过偏振片P后光强不变，选项B、D错误；同时，P的偏振方向发生变化，使B处光强发生变化，选项A错误，C正确。 9.激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度与二次曝光时间间隔的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔为Δt、双缝到屏的距离为l以及相邻两条亮纹间距为Δx。若所用激光波长为λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是（　　） A.v= B.v= C.v= D.v= 答案：B 解析：双缝干涉相邻亮（或暗）条纹间距Δx=λ，又由d=v·Δt可得v=，选项B对。 10. （多选）鉴别奶粉的质量时，奶粉的碳水化合物（糖）的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量。偏振光通过糖的水溶液后，透振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了。如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法正确的是（　　） A.到达O处的光的强度会明显减弱 B.到达O处的光的强度不会明显减弱 C.将偏振片B转动一个角度，使得O处光的强度仍为最大，偏振片B转过的角度等于α D.将偏振片A转动一个角度，使得O处光的强度仍为最大，偏振片A转过的角度等于α 答案：ACD 解析：自然光通过偏振片后得到振动方向与偏振片的透振方向平行的偏振光，该偏振光经被测样品后，其偏振方向发生了偏转，即相对于光的传播方向向左或向右旋转一个角度α，到达B的光的偏振方向与B的透振方向不完全一致，故O处光的强度会明显减弱，故A正确，B错误；若将A或B转动一个角度，使得O处光的强度仍为最大，说明它们转过的角度等于α，故C、D都正确。 11. （多选）如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，让太阳光或白炽灯光通过狭缝S形成细光束从空气射向柱体的O点（半圆的圆心），产生反射光束1和透射光束2。现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线转动，使反射光束1和透射光束2恰好垂直。在入射光线的方向上加偏振片P，偏振片与入射光线垂直，其透振方向在纸面内，这时看到的现象是（　　） A.反射光束1消失 B.透射光束2消失 C.反射光束1和透射光束2都消失 D.偏振片P以入射光线为轴旋转90°角，透射光束2消失 答案：AD 解析：自然光射到界面上，当反射光与折射光垂直时，反射光和折射光的透振方向相互垂直，且反射光的透振方向与纸面垂直，折射光的透振方向与纸面平行，因此当在入射光线方向垂直放上透振方向在纸面内的偏振片P时，因垂直于纸面无光，反射光束1消失，A正确，B、C均错误；偏振片转动90°，平行于纸面内的光消失，则透射光束2消失，D正确。 12.如图所示，杨氏双缝实验中，下述情况能否看到干涉条纹？说明理由。 （1）在单色自然光源S后加一偏振片P。 （2）移除偏振片P后，在双缝后面加偏振片P1、P2，且P1与P2的透光方向垂直。 答案：见解析 解析：（1）到达S1、S2的光是从同一偏振光分解出来的，它们满足相干条件，能看到干涉条纹。且由于偏振片很薄，对光程差的影响可忽略，干涉条纹的位置与间距和没有P时基本一致，只是强度由于偏振片吸收而减弱。 （2）由于从P1、P2射出的光振动方向相互垂直，不满足干涉条件，故光屏被均匀照亮，无干涉现象。 13.一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光称为一个光脉冲。这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10-11 s，波长为694.3 nm，发射功率为1.0×1010 W。 （1）每个光脉冲的长度是多少？ （2）用红宝石激光器照射皮肤上的色斑，每平方厘米色斑吸收能量达到60 J以后，便逐渐消失。一色斑的面积为50 mm2，则它要吸收多少个红宝石激光脉冲，才能逐渐消失？ 答案：（1）3.0×10-3 m　（2）300 解析：（1）光脉冲持续的时间为一个光脉冲所需的时间，所以一个光脉冲的长度为 Δl=cΔt=3.0×108×1.0×10-11 m=3.0×10-3 m。 （2）一个光脉冲所携带的能量为 ΔE=PΔt=1.0×1010×1.0×10-11 J=0.1 J。 消除面积为50 mm2的色斑需要光脉冲数为n==300。 学科网（北京）股份有限公司 $